Silnik główny (2-suwowy wodzikowy)

Co definiuje wodzikowy dwusuw

Wodzik siedzi między trzonem tłokowym a korbowodem i przejmuje napór boczny powstający, gdy korbowód wychyla się po swoim łuku — dzięki czemu tuleja cylindrowa powyżej doświadcza od tłoka zawsze tylko siły pionowej. To ta jedna cecha czyni długoskokowy, wolnoobrotowy dwusuw możliwym: bez niej tuleja zużywałaby się szybko pod złożonym obciążeniem pionowym i bocznym, jak w silniku bezwodzikowym. Wodzik oddziela też fizycznie przestrzeń spalania u góry od skrzyni korbowej u dołu — dlatego wodzikowy dwusuw prowadzi całkiem osobne obiegi oleju cylindrowego i obiegowego, inaczej niż silnik bezwodzikowy dzielący jeden układ oleju między płaszcz tłoka a skrzynię korbową. Przepłukiwanie wzdłużne przez pojedynczy, hydraulicznie sterowany zawór wylotowy w głowicy wynika wprost z tego układu, a silnik napędza śrubę bezpośrednio bez przekładni, kręcąc się z grubsza 70 do 100 obrotów na minutę w większości obecnych konstrukcji.

Główne elementy

• Łożysko wodzika i ślizgi – przejmują napór boczny i prowadzą prostoliniowy ruch trzonu tłokowego.
• Trzon tłokowy i dławnica – dławnica uszczelnia skrzynię korbową od przestrzeni powietrza przepłukującego pod cylindrem.
• Zawór wylotowy – sterowany hydraulicznie w nowoczesnych silnikach elektronicznych, napędzany krzywką w starszych konstrukcjach mechanicznych, otwierany w precyzyjnie zgranym punkcie obiegu dla przepłukiwania wzdłużnego.
• Turbosprężarki i chłodnica powietrza doładowania – dostarczają i chłodzą powietrze do spalania, jakiego silnik potrzebuje przy mocy znamionowej.
• Smarownice cylindrowe – wtryskują olej cylindrowy przez króćce przy określonych kątach korby, z dawką aktywnie strojoną, a nie stałą.
• Układ wtrysku paliwa – elektronicznie sterowany zasobnikowy w obecnych konstrukcjach, mechaniczny od wałka rozrządu w starszych silnikach wciąż szeroko eksploatowanych.

Dobór i wymiarowanie

Średnicę cylindra, skok i liczbę cylindrów wybiera się tak, by dać wymaganą moc napędową przy obrotach śruby pasujących do kadłuba, bo silnik napędza wał bezpośrednio, bez przekładni redukcyjnej. Wybór między silnikiem elektronicznym a mechanicznym z wałkiem rozrządu wpływa na zużycie paliwa przy obciążeniach częściowych, dymienie i to, jak dobrze silnik znosi wolną żeglugę. Elastyczność paliwowa jest dziś wielką osobną decyzją doboru, z wariantami na paliwo ciężkie, olej napędowy żeglugowy i dwupaliwowymi na LNG lub metanol u wszystkich wielkich budowniczych licencyjnych — każdy z innymi skutkami przestrzennymi i systemowymi dla reszty maszynowni.

Przepisy i klasa

Załącznik VI konwencji MARPOL ustala limity NOx według daty budowy silnika: Tier II globalnie i ostrzejszy Tier III w obszarach kontroli emisji, spełniane samym strojeniem silnika albo z recyrkulacją spalin czy selektywną redukcją katalityczną obok silnika. Wskaźnik projektowy efektywności energetycznej IMO wpływa na wybór mocy i nastawy silnika na etapie nowej budowy. Przepisy klasy wymagają okresowego przeglądu ugięć wału korbowego oraz luzów wodzika i prowadnic, a wiele towarzystw przyjmuje już ciągły monitoring ciśnienia w cylindrach i parametrów przepłukiwania w miejsce części stałych interwałów remontowych — o ile sam program monitoringu jest zatwierdzony.

Typowe usterki

• Dawka oleju cylindrowego niedopasowana do siarki w paliwie – za mało powoduje zacieranie tulei, za dużo marnuje olej i samo potrafi przyspieszać zużycie.
• Zużycie pakunku dławnicy trzonu tłokowego – wpuszcza mgłę olejową skrzyni korbowej do przestrzeni przepłukiwania, znane źródło pożarów przestrzeni podtłokowej, gdy ujdzie uwadze.
• Wypalanie trzpienia lub gniazda zaworu wylotowego – objawia się utratą sprężania i odchyłką temperatury spalin tego cylindra względem pozostałych.
• Zabrudzenie turbosprężarki lub zużycie jej łożysk – obniża ciśnienie powietrza doładowania, prowadząc do niezupełnego spalania i większej sadzy.
• Zużycie łożyska wodzika od słabego smarowania lub rozosiowania – nienormalny trend temperatury łożyska, który nieobsłużony kończy się awarią łożyska.

Na co zwrócić uwagę u dostawcy lub budowniczego

• Udokumentowany dorobek jakościowy budowniczego licencyjnego i jego sieć serwisowa w faktycznym rejonie żeglugi statku.
• Wspólność części z silnikami bliźniaczymi już pracującymi we flocie, co skraca i terminy dostaw, i krzywą uczenia załogi.
• Pakiet danych osiągów i monitoringu stanu zdatny zarówno do roszczeń gwarancyjnych, jak i do uznania ciągłego przeglądu klasy.
• Udokumentowane próby elastyczności paliwowej, gdy specyfikowany jest wariant dwupaliwowy.

Trendujcie dane ciśnień w cylindrach i temperatur spalin w czasie, zamiast reagować na pojedynczy odczyt — powolny dryf na jednym cylindrze mówi o wiele więcej niż jakakolwiek pojedyncza migawka.